CA2765382A1 - Aluminium-copper-lithium alloy having improved mechanical strength and improved toughness - Google Patents
Aluminium-copper-lithium alloy having improved mechanical strength and improved toughness Download PDFInfo
- Publication number
- CA2765382A1 CA2765382A1 CA2765382A CA2765382A CA2765382A1 CA 2765382 A1 CA2765382 A1 CA 2765382A1 CA 2765382 A CA2765382 A CA 2765382A CA 2765382 A CA2765382 A CA 2765382A CA 2765382 A1 CA2765382 A1 CA 2765382A1
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- weight
- mpa
- product
- thickness
- sqroot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 title description 7
- -1 Aluminium-copper-lithium Chemical compound 0.000 title description 3
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 title description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 31
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 21
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 18
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 17
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 11
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 6
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 229910017539 Cu-Li Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 241000237858 Gastropoda Species 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002970 Calcium lactobionate Substances 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000218 acetic acid group Chemical class C(C)(=O)* 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N aluminum copper Chemical compound [Al].[Cu] WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- OPHUWKNKFYBPDR-UHFFFAOYSA-N copper lithium Chemical compound [Li].[Cu] OPHUWKNKFYBPDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
- C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/057—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with copper as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
L'invention concerne un produit corroyé tel qu'un produit filé, laminé et/ou forgé, en alliage à base d'aluminium comprenant, en % en poids, Cu : 3,0 - 3,9; Li : 0,8 - 1,3; Mg : 0,6 - 1,0; Zr : 0,05 - 0,18; Ag : 0,0 - 0,5; Mn : 0,0 - 0,5; Fe + Si = 0,20; Zn = 0,15;au moins un élément parmi Ti : 0,01-0,15; Sc : 0,05 - 0,3; Cr : 0,05 - 0,3; Hf : 0,05 - 0, 5; autres éléments = 0,05 chacun et = 0,15 au total, reste aluminium. L'invention concerne également le procédé de fabrication de ce produit. Les produits selon l'invention sont particulièrement utiles pour réaliser des produits épais en aluminium destinés à réaliser des éléments de structure pour l'industrie aéronautique.The invention relates to a wrought product such as a product spun, rolled and / or forged, aluminum alloy comprising, in% by weight, Cu: 3.0 - 3.9; Li: 0.8 - 1.3; Mg 0.6 - 1.0; Zr: 0.05-0.18; Ag: 0.0 - 0.5; Mn: 0.0 - 0.5; Fe + Si = 0.20; Zn = 0.15, at least one of Ti: 0.01-0.15; Sc: 0.05 - 0.3; Cr: 0.05 - 0.3; Hf: 0.05-0.5; other elements = 0.05 each and = 0.15 in total, remains aluminum. The invention also relates to the method of manufacturing this product. The products according to the invention are particularly useful for producing thick aluminum products intended to produce structural elements for the aeronautical industry.
Description
Alliage aluminium cuivre lithium à résistance mécanique et ténacité améliorées Domaine de l'invention L'invention concerne les produits en alliages aluminium-cuivre-lithium, plus particulièrement, de tels produits, leurs procédés de fabrication et d'utilisation, destinés en particulier à la construction aéronautique et aérospatiale.
Etat de la technique Des produits, notamment des produits épais laminés, forgés ou filés en alliage d'aluminium sont développés pour produire par découpage, surfaçage ou usinage dans la masse des pièces de haute résistance destinées notamment à l'industrie aéronautique, à
l'industrie aérospatiale ou à la construction mécanique.
Les alliages d'aluminium contenant du lithium sont très intéressants à cet égard, car le lithium peut réduire la densité de l'aluminium de 3 % et augmenter le module d'élasticité de 6 % pour chaque pourcent en poids de lithium ajouté. Pour que ces alliages soient sélectionnés dans les avions, leur performance par rapport aux autres propriétés d'usage doit atteindre celle des alliages couramment utilisés, en particulier en terme de compromis entre les propriétés de résistance mécanique statique (limite d'élasticité, résistance à la rupture) et les propriétés de tolérance aux dommages (ténacité, résistance à
la propagation des fissures en fatigue), ces propriétés étant en général antinomiques. Pour les produits épais, ces propriétés doivent en particulier être obtenues à quart et à mi-épaisseur et les produits doivent donc avoir une faible sensibilité à la trempe. On dit qu'un produit est sensible à la trempe si ses caractéristiques mécaniques statiques, telles que sa limite élastique, décroissent lorsque la vitesse de trempe décroit. La vitesse de trempe est la vitesse de refroidissement moyenne du produit au cours de la trempe.
Ces propriétés mécaniques doivent de plus être de préférence stables dans le temps et ne pas être significativement modifiées par un vieillissement à température d'utilisation. Ainsi, l'utilisation prolongée des produits dans le cadre des applications d'aviation civile nécessite une bonne stabilité des propriétés mécaniques, celle-ci étant par exemple simulée par un vieillissement de 1000 heures à 85 C.
Ces alliages doivent également présenter une résistance à la corrosion suffisante, pouvoir être mis en forme selon les procédés habituels et présenter de faibles contraintes résiduelles de façon à pouvoir être usinés de façon intégrale.
Le brevet US 5,032,359 décrit une vaste famille d'alliages aluminium-cuivre-lithium dans lesquels l'addition de magnésium et d'argent, en particulier entre 0,3 et 0,5 pourcent en poids, permet d'augmenter la résistance mécanique.
Le brevet US 5,234,662 décrit des alliages de composition (en % en poids), Cu : 2,60 -3,30, Mn : 0,0 = 0,50, Li : 1,30 - 1,65, Mg : 0,0 - 1,8, éléments maîtrisant la structure granulaire choisis parmi Zr et Cr : 0,0 - 1,5.
Le brevet US 5,455,003 décrit un procédé de fabrication d'alliages AI-Cu-Li qui présentent une résistance mécanique et une ténacité améliorés à température cryogénique, en particulier grâce à un écrouissage et un revenu appropriés. Ce brevet recommande en particulier la composition, en pourcentage en poids, Cu = 3,0 - 4,5, Li = 0,7 -1,1, Ag = 0 -0,6, Mg = 0,3-0,6 et Zn = 0 - 0,75. Le problème du vieillissement des produits pour des applications aéronautiques civiles n'y est pas mentionné car les produits visés sont essentiellement des réservoirs cryogéniques pour lanceurs de fusée ou navette spatiale.
Le brevet US 7,438,772 décrit des alliages comprenant, en pourcentage en poids, Cu : 3-5, Mg : 0,5-2, Li : 0,01-0,9 et décourage l'utilisation de teneur en lithium plus élevées en raison d'une dégradation du compromis entre ténacité et résistance mécanique.
Le brevet US 7,229,509 décrit un alliage comprenant (% en poids) : (2,5-5,5)Cu, (0,1-2,5) Li, (0,24,0) Mg, (0,2-0,8) Ag, (0,2-0,8) Mn, 0,4 max Zr ou d'autres agents affinant le grain tels que Cr, Ti, Hf, Sc, V, présentant notamment une ténacité Klc(L)>37,4 MPa'm pour Lithium copper aluminum alloy with improved mechanical strength and toughness Field of the invention The invention relates to aluminum-copper-lithium alloy products, more particularly, such products, their manufacturing processes and of use, intended for particular to aeronautical and aerospace construction.
State of the art Products, including thick rolled products, forged or alloy spun aluminum are developed to produce by cutting, surfacing or machining in the mass of high-strength parts intended in particular for the aeronautical industry, industry aerospace or mechanical engineering.
Aluminum alloys containing lithium are very interesting to this regard, because the lithium can reduce the density of aluminum by 3% and increase the module elasticity of 6% for each weight percent of lithium added. For these alloys are selected in the aircraft, their performance compared to the others usage properties must reach that of commonly used alloys, in particular in terms of compromise between static mechanical strength properties (yield strength, resistance to rupture) and the properties of damage tolerance (toughness, resistance to the propagation fatigue cracks), these properties being generally antinomic. For products thick, these properties must in particular be obtained quarterly and halfway thickness and products must therefore have a low sensitivity to quenching. We say that product is sensitive to quenching if its static mechanical characteristics, such as its limit elastic, decrease when the quenching speed decreases. The speed of quenching is the average cooling rate of the product during quenching.
These mechanical properties must also preferably be stable in the time and no not be significantly modified by temperature aging use. So, prolonged use of products in aviation applications civil needs a good stability of the mechanical properties, this being for example simulated by a aging of 1000 hours at 85 C.
These alloys must also have corrosion resistance sufficient power be shaped according to the usual processes and present weak residual stresses so that they can be machined integrally.
US Patent 5,032,359 discloses a broad family of aluminum-copper alloys.
lithium in which the addition of magnesium and silver, in particular between 0.3 and 0.5 percent in weight, allows to increase the mechanical resistance.
US Pat. No. 5,234,662 describes alloys of composition (in% by weight), Cu : 2.60 -3.30, Mn: 0.0 = 0.50, Li: 1.30 - 1.65, Mg: 0.0 - 1.8, controlling elements the structure granular material selected from Zr and Cr: 0.0 - 1.5.
US Pat. No. 5,455,003 describes a process for manufacturing AI-Cu-Li alloys who present enhanced mechanical strength and toughness at cryogenic temperature, in particular thanks to proper work hardening and income. This patent recommend in in particular the composition, in percentage by weight, Cu = 3.0 - 4.5, Li = 0.7 -1,1, Ag = 0 -0.6, Mg = 0.3-0.6 and Zn = 0 - 0.75. The problem of aging products for some civil aeronautical applications is not mentioned because the products are basically cryogenic tanks for rocket launchers or shuttle Space.
US Pat. No. 7,438,772 describes alloys comprising, in percentage by weight, weight, Cu: 3-5, Mg: 0.5-2, Li: 0.01-0.9 and discourages the use of more lithium content high in because of a compromise compromise between toughness and mechanical strength.
US Pat. No. 7,229,509 discloses an alloy comprising (% by weight):
5.5) Cu, (0.1-2.5) Li, (0.24.0) Mg, (0.2-0.8) Ag, (0.2-0.8) Mn, 0.4 max Zr or other agents refining the grain such as Cr, Ti, Hf, Sc, V, especially having a toughness Klc (L)> 37.4 MPa'm for
2 WO 2010/149872 WO 2010/14987
3 PCT/FR2010/000455 une limite élastique RPO,2(L) > 448,2 MPa (produits. d'épaisseur supérieure à
76,2 mm) et notamment une ténacité Klc(L)>38,5 MPa'm pour une limite élastique RPO,2(L) >
489,5 MPa (produits d'épaisseur inférieure à 76,2 mm).
La demande de brevet US 2009/142222 Al décrit des alliages comprenant (en % en poids), 3,4 à 4,2% de Cu, 0,9 à 1,4 % de Li, 0,3 à 0,7 % de Ag, 0,1 à 0,6% de Mg, 0,2 à 0,8 % de Zn, 0,1 à 0,6 % de Mn et 0,01 à 0,6 % d'au moins un élément pour le contrôle de la structure granulaire.
On connait également l'alliage AA2050 qui comprend (% en poids) : (3,2-3,9) Cu, (0,7-1,3) Li, (0,20-0,6) Mg, (0,20-0,7) Ag, 0,25max. Zn, (0,20-0,50) Mn, (0,06-0,14) Zr et l'alliage AA2095 (3,7-4,3)Cu, (0,7-1,5) Li, (0,25-0,8) Mg, (0,25-0,6) Ag, 0,25max. Zn, 0,25 max. Mn, (0,04-0,18) Zr. Lés produits en alliage AA2050 sont connus pour leur qualité en termes de résistance mécanique statique et de ténacité.
Il existe un besoin pour des produits , notamment des produits épais, en alliage aluminium-cuivre-lithium présentant des propriétés améliorées par rapport à celles des produits connus, en particulier en termes de compromis entre les propriétés de résistance mécanique statique et les propriétés de tolérance aux dommages, de stabilité thermique, de résistance à
la corrosion et d'aptitude à l'usinage, tout en ayant une faible densité.
Objet de l'invention Un premier objet de l'invention est un produit corroyé tel qu'un produit filé
, laminé et/ou forgé, en alliage à base d'aluminium comprenant, en % en poids, Cu : 3,0 - 3,9 ;
Li:0,8-1,3;
Mg : 0,6 - 1,0 ;
Zr:0,05-0,18;
Ag : 0,0 - 0,5 ;
Mn : 0,0 - 0,5;
Fe+Si <0,20;
Zn :50,15;
au moins un élément parmi Ti : 0,01- 0,15 ;
Sc :0,05-0,3;
Cr : 0,05 - 0,3 ;
Hf : 0,05 - 0, 5 ;
autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 au total, reste aluminium.
Un deuxième objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un produit filé, laminé
et/ou forgé à base d'alliage d'aluminium dans lequel a) on élabore un bain de métal liquide à base d'aluminium comprenant 3,0 à 3,9 en poids de Cu, 0,8 à 1,3 % en poids de Li, 0,6 à 1,0 % en poids de Mg, 0,05 à
0,18 % en poids de Zr, 0,0 à 0,5 % en poids d'Ag, 0,0 à 0,5% en poids de Mn, au plus 0,20 % en poids de Fe + Si, au plus 0,15 % en poids de Zn, au moins un élément choisi parmi Cr, Sc, Hf et Ti, la quantité dudit élément, s'il est choisi, étant de 0,05 à 0,3 % en poids pour Cr et pour Sc, 0,05 à 0,5 % en poids pour Hf et de 0,01 à 0,15 % en poids pour Ti, les autres éléments au plus 0,05% en poids chacun et 0,15% en poids au total, le reste aluminium ;
b) on coule une forme brute à partir dudit bain de métal liquide ;
c) on homogénéise ladite forme brute à une température comprise entre 450 C et 550 et de préférence entre 480 C et 530 C pendant une durée comprise entre 5 et 60 heures ;
d) on déforme à chaud et optionnellement à froid ladite forme brute en un produit filé, laminé et/ou forgé ;
e) on met en solution entre 490 et 530 C pendant 15 min à 8, h et on trempe ledit produit ; 3 PCT / FR2010 / 000455 an elastic limit RPO 2 (L)> 448.2 MPa (products thicker than 76.2 mm) and in particular a tenacity Klc (L)> 38.5 MPa'm for an elastic limit RPO, 2 (L)>
489.5 MPa (products with a thickness of less than 76.2 mm).
US patent application 2009/142222 A1 discloses alloys comprising (in% by weight) weight), 3.4 to 4.2% Cu, 0.9 to 1.4% Li, 0.3 to 0.7% Ag, 0.1 to 0.6% Mg, 0.2 at 0.8%
Zn, 0.1 to 0.6% Mn and 0.01 to 0.6% of at least one element for control of the granular structure.
AA2050 alloy is also known which comprises (% by weight): (3.2-3.9) Cu, (0.7-1.3) Li, (0.20-0.6) Mg, (0.20-0.7) Ag, 0.25max. Zn, (0.20-0.50) Mn, (0.06-0.14) Zr and Alloy AA2095 (3.7-4.3) Cu, (0.7-1.5) Li, (0.25-0.8) Mg, (0.25-0.6) Ag, 0,25max. Zn, 0.25 max. Mn, (0.04-0.18) Zr. AA2050 alloy products are known for their quality in terms of static mechanical strength and toughness.
There is a need for products, especially thick products, aluminum alloy copper-lithium with improved properties compared to those of products known, especially in terms of trade-offs between mechanical resistance static and the properties of damage tolerance, thermal stability, of resistance to corrosion and machinability, while having a low density.
Object of the invention A first object of the invention is a wrought product such as a spun product , laminated and / or forged alloy made of aluminum comprising, in% by weight, Cu: 3.0 - 3.9;
Li: 0.8-1.3;
Mg 0.6 - 1.0;
Zr: from 0.05 to 0.18;
Ag: 0.0 - 0.5;
Mn: 0.0 - 0.5;
Fe + Si <0.20;
Zn: 50.15;
at least one of Ti: 0.01-0.15;
Sc: 0.05-0.3;
Cr: 0.05 - 0.3;
Hf: 0.05-0.5;
other elements <0.05 each and <0.15 in total, remains aluminum.
A second object of the invention is a method of manufacturing a product spun, laminated and / or forged aluminum alloy in which a) an aluminum-based liquid metal bath comprising 3.0 to 3.9 is developed by weight of Cu, 0.8 to 1.3% by weight of Li, 0.6 to 1.0% by weight of Mg, 0.05 to 0.18% by weight of Zr, 0.0 to 0.5% by weight of Ag, 0.0 to 0.5% by weight of Mn, not more than 0.20% by weight of Fe + Si, at most 0.15% by weight of Zn, at least one element chosen from Cr, Sc, Hf and Ti, the quantity of said element, if it is selected, being from 0.05 to 0.3% by weight for Cr and for Sc, 0.05 to 0.5% by weight for Hf and from 0.01 to 0.15% by weight for Ti, the other elements at most 0.05% by weight weight each and 0.15% by weight in total, the rest aluminum;
b) pouring a raw form from said bath of liquid metal;
c) homogenizing said crude form at a temperature of between 450 ° C. and 550 and preferably between 480 C and 530 C for a duration of between 5 and 60 hours;
d) hot deformed and optionally cold deformed said raw form into a product spun, rolled and / or forged;
e) is dissolved between 490 and 530 C for 15 min to 8 h and quenched said product;
4 f) on tractionne de façon contrôlée ledit produit avec une déformation permanente de 1 à 6 % et préférentiellement d'au moins 2% ;
g) on réalise un revenu dudit produit comprenant un chauffage à une température comprise entre 130 et 170 C pendant 5 à 100 heures et de préférence de 10 à
40h de façon à atteindre une limite d'élasticité proche du pic.
Encore un autre objet de l'invention est un élément de structure comprenant un produit selon l'invention.
Encore un autre objet de l'invention est l'utilisation d'un élément de structure selon l'invention pour la construction aéronautique.
Description des figures Figure 1 : Exemple de courbe de revenu et de détermination de la pente de la tangente PN.
Figure 2 : Résultats de limite d'élasticité et de ténacité obtenus pour les échantillons de l'exemple 1.
Figure 3 : Résultats de limite d'élasticité et de ténacité obtenus pour les échantillons des exemples 1 et 2, la limité d'élasticité étant proche du pic.
Figure 4 : Résultats de limite d'élasticité et de ténacité obtenus pour les échantillons de l'exemple 3, la limite d'élasticité étant proche du pic.
Description de l'invention Sauf mention contraire, toutes les indications concernant la composition chimique des alliages sont exprimées comme un pourcentage en poids basé sur le poids total de l'alliage.
L'expression 1,4 Cu signifie que la teneur en cuivre exprimée en % en poids est multipliée par 1,4. La désignation des alliages se fait en conformité avec les règlements de The Aluminium Association, connus de l'homme du métier. La densité dépend de la composition et est déterminée par calcul plutôt que par une méthode de mesure de poids.
Les valeurs sont calculées en conformité avec la procédure de The Aluminium Association, 4 f) Controllably pulling said product with deformation permed from 1 to 6% and preferably from at least 2%;
g) an income of said product comprising heating at a temperature of temperature between 130 and 170 ° C. for 5 to 100 hours and preferably from 10 to 40h so as to reach a limit of elasticity close to the peak.
Yet another object of the invention is a structural element comprising a product according to the invention.
Yet another object of the invention is the use of an element of structure according to the invention for aeronautical construction.
Description of figures Figure 1: Example of income curve and slope determination tangent PN.
Figure 2: Results of yield strength and toughness obtained for the samples of Example 1 Figure 3: Results of yield strength and toughness obtained for the samples of Examples 1 and 2, the limited elasticity being close to the peak.
Figure 4: Results of yield strength and toughness obtained for the samples of Example 3, the elastic limit being close to the peak.
Description of the invention Unless otherwise stated, all indications concerning the composition chemical alloys are expressed as a percentage by weight based on the total weight of the alloy.
The expression 1,4 Cu means that the copper content expressed in% by weight is multiplied by 1.4. Alloys are designated in accordance with the regulations Some tea Aluminum Association, known to those skilled in the art. The density depends on the composition and is determined by calculation rather than by a method of measurement weight.
The values are calculated according to the procedure of The Aluminum Association,
5 qui est décrite pages 2-12 et 2-13 de Aluminum Standards and Data . Les définitions des états métallurgiques sont indiquées dans la norme européenne EN 515.
Sauf mention contraire, les caractéristiques mécaniques statiques, en d'autres termes la résistance à la rupture Rn,, la. limite d'élasticité conventionnelle à 0,2%
d'allongement RPO,2 ( limite d'élasticité ) et l'allongement à la rupture A%, sont déterminés par un essai de traction selon la norme EN 10002-1, le prélèvement et le sens de l'essai étant définis par la norme EN 485-1.
Le facteur d'intensité de contrainte (KQ) est déterminé selon la norme ASTM E
399. La norme ASTM E 399 donne les critères qui permettent de déterminer si KQ est une valeur valide de KIC. Pour une géométrie d'éprouvette donnée, les valeurs de KQ
obtenues pour différents matériaux sont comparables entre elles pour autant que les limites d'élasticité des matériaux soient du même ordre de grandeur.
Sauf mention contraire, les définitions de la norme EN 12258 s'appliquent.
L'épaisseur des profilés est définie selon la norme EN 2066 :2001 : la section transversale est divisée en rectangles élémentaires de dimensions A et B ; A étant toujours la plus grande dimension du rectangle élémentaire et B pouvant être considéré comme l'épaisseur du rectangle élémentaire. La semelle est le rectangle élémentaire présentant la plus grande dimension A.
Le test MASTMAASIS (Modified ASTM Acetic Acid Salt Intermittent Spray) est effectué
selon la norme ASTM G85.
On appelle ici élément de structure ou élément structural d'une construction mécanique une pièce mécanique pour laquelle les propriétés mécaniques statiques et/ou dynamiques sont particulièrement importantes pour la performance de la structure, et pour laquelle un calcul de structure est habituellement prescrit ou réalisé. Il s'agit typiquement d'éléments dont la défaillance est susceptible de. mettre en danger la sécurité de ladite construction, de ses utilisateurs, des ses usagers ou d'autrui. Pour un avion, ces éléments de structure comprennent notamment les éléments qui composent le fuselage (tels que la peau de fuselage, fuselage skin en anglais), les raidisseurs ou lisses de fuselage (stringers), les cloisons étanches (bulkheads), les cadres de fuselage (circumferential frames), les ailes (tels que la peau de voilure (wing skin), les raidisseurs (stringers ou stiffeners), les nervures 5 which is described on pages 2-12 and 2-13 of Aluminum Standards and Data. The definitions of Metallurgical states are given in the European standard EN 515.
Unless otherwise stated, static mechanical characteristics, in other words terms the breaking strength R n, la. conventional yield strength at 0.2%
lengthening RPO, 2 (elastic limit) and elongation at break A%, are determined by a test of traction according to EN 10002-1, the sampling and the sense of the test being defined by the standard EN 485-1.
The stress intensity factor (KQ) is determined according to ASTM E
399. The ASTM E 399 gives the criteria to determine if KQ is a value valid from KIC. For a given specimen geometry, KQ values obtained for different materials are comparable to each other as far as the limits elasticity of materials are of the same order of magnitude.
Unless otherwise specified, the definitions of EN 12258 apply.
The thickness of sections is defined according to EN 2066: 2001: the cross-section is divided into elementary rectangles of dimensions A and B; A still being the biggest dimension elementary rectangle and B can be considered as the thickness of the rectangle elementary. The sole is the elementary rectangle presenting the largest dimension A.
The MASTMAASIS (Modified ASTM Acetic Acid Salt Intermittent Spray) test is done according to ASTM G85.
This is called structural element or structural element of a construction mechanical a mechanical part for which the mechanical properties static and / or dynamics are particularly important for the performance of the structure, and for which a calculation of structure is usually prescribed or realized. he is typically elements whose failure is likely to. endanger the security of said construction, its users, its users or others. For an airplane, these elements of including the elements that make up the fuselage (such as that the skin fuselage, fuselage skin in English), stiffeners or fuselage stringers (stringers), the bulkheads (bulkheads), fuselage frames (circumferential frames), wings (such wing skin, stringers or stiffeners, the ribs
6 (ribs) et longerons (spars)) et l'empennage composé notamment de stabilisateurs horizontaux et verticaux (horizontal or vertical stabilisers), ainsi que les profilés de plancher (floor beams), les rails de sièges (seat tracks) et les portes.
Selon la présente invention, il a été découvert qu'une classe sélectionnée d'alliages d'aluminium qui contiennent des quantités spécifiques et critiques de lithium, de cuivre et de magnésium et de zirconium permet de préparer des produits corroyés présentant un compromis amélioré entre ténacité et résistance mécanique, et une bonne résistance à la corrosion. De plus ces produits, lorsqu'ils subissent un revenu choisi de façon à atteindre une limite d'élasticité RP0,2 proche de la limite d'élasticité RP0,2 au pic, présentent une excellente stabilité thermique.
Les présents inventeurs ont constaté que de manière surprenante, il est possible d'améliorer le compromis entre les propriétés de résistance mécanique statique et les propriétés de tolérance aux dommages notamment de produits épais en alliages aluminium-cuivre-lithium, tels que notamment l'alliage AA2050, en augmentant la teneur en magnésium. En particulier, pour les produits épais ayant subi un revenu proche du pic, le choix des teneurs en cuivre, magnésium et lithium permet d'atteindre un compromis de propriétés favorable et d'obtenir une stabilité thermique du produit satisfaisante.
La teneur en cuivre des produits selon l'invention est comprise entre 3,0 et 3,9 % en poids.
Dans une réalisation avantageuse de l'invention, la teneur en cuivre est comprise entre 3,2 et 3,7 % en poids. Lorsque la teneur en cuivre est trop élevée, la ténacité
n'est pas suffisante notamment pour des revenus proches du pic et, par ailleurs, la densité de l'alliage n'est pas avantageuse. Lorsque la teneur en cuivre est trop faible, les caractéristiques mécaniques statiques minimales ne sont pas atteintes.
La teneur en lithium des produits selon l'invention est comprise entre 0,8 et 1,3 % en poids.
Avantageusement, la teneur en lithium est comprise entre 0,9 % et 1,2 % en poids. De manière préférée, la teneur en lithium est au moins de 0,93 % en poids ou même au moins 0,94 % en poids. Lorsque la teneur en lithium est trop faible, la diminution de densité liée à
l'ajout de lithium n'est pas suffisante. 6 (ribs) and spars) and the empennage composed in particular of stabilizers horizontal and vertical (horizontal or vertical stabilizers), as well as profiles of floor beams, seat rails and doors.
According to the present invention, it has been discovered that a selected class alloys of aluminum that contain specific and critical amounts of lithium, copper and of magnesium and zirconium makes it possible to prepare wrought products presenting a improved compromise between toughness and mechanical strength, and good resistance to corrosion. Moreover, these products, when they suffer a chosen income from way to reach a yield strength RP0.2 close to the elastic limit RP0.2 at the peak, present a excellent thermal stability.
The present inventors have found that, surprisingly, it is possible to improve the compromise between the static mechanical resistance properties and the properties of tolerance to damage including thick aluminum alloy products copper-such as AA2050 alloy, by increasing the content of magnesium. In In particular, for thick products with an income close to the peak, the choice of grades in copper, magnesium and lithium makes it possible to reach a compromise of properties favorable and to obtain a satisfactory thermal stability of the product.
The copper content of the products according to the invention is between 3.0 and 3.9% by weight.
In an advantageous embodiment of the invention, the copper content is between 3.2 and 3.7% by weight. When the copper content is too high, the toughness is not sufficient for income close to the peak and, moreover, the alloy density is not advantageous. When the copper content is too low, the characteristics static mechanical minimum are not reached.
The lithium content of the products according to the invention is between 0.8 and 1.3% by weight.
Advantageously, the lithium content is between 0.9% and 1.2% by weight.
weight. Of preferred manner, the lithium content is at least 0.93% by weight or even at least 0.94% by weight. When the lithium content is too low, the decrease density related to adding lithium is not enough.
7 La teneur en magnésium des produits selon l'invention est comprise entre 0,6 et 1,0 % en poids et de manière préférée entre 0,65 ou 0.67 et 1,0 % en poids. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention la teneur en magnésium est au plus de 0,9 % en poids et de manière préférée au plus de 0,8 % en poids. Pour certaines applications, il est avantageux que la teneur en magnésium soit au moins de 0,7 % en.poids.
La teneur en zirconium est comprise entre 0,05 et 0,18 % en poids et de préférence entre 0,08 et 0,14% en poids de façon à obtenir de préférence une structure des grains fibrée ou faiblement recristallisée.
La teneur en manganèse est comprise entre 0,0 et 0,5 % en poids. En particulier pour la 10- fabrication de tôles épaisses, une teneur en manganèse comprise entre 0,2 et 0,4 % en poids permet d'améliorer la ténacité sans compromettre la résistance mécanique.
La teneur en argent est comprise entre 0,0 et 0,5 % en poids. Les présents inventeurs ont constaté que, bien que la présence d'argent soit avantageuse, en présence d'une quantité de magnésium selon l'invention une quantité importante d'argent n'est pas nécessaire pour obtenir l'amélioration souhaitée dans le compromis entre la résistance mécanique et la tolérance aux dommages. La limitation de la quantité d'argent est économiquement très favorable. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, la teneur en argent est comprise entre 0,15 et 0,35 % en poids. Dans un mode de réalisation de l'invention, qui présente l'avantage de minimiser la densité, la teneur en argent est au plus de 0,25 %
en poids.
La somme de la teneur en fer et de la teneur en silicium est au plus de 0,20 %
en poids. De préférence, les teneurs en fer et en silicium sont chacune au plus de 0,08 %
en poids. Dans une réalisation avantageuse de l'invention les teneurs en fer et en silicium sont au plus de 0,06 % et 0,04 % en poids, respectivement. Une teneur en fer et en silicium contrôlée et limitée contribue à l'amélioration du compromis entre résistance mécanique et tolérance aux dommages.
L'alliage contient également au moins un élément pouvant contribuer au contrôle de la taille de grain choisi parmi Cr, Sc, Hf et Ti, la quantité de l'élément, s'il est choisi, étant de 0,05 à 0,3 % en poids pour Cr et pour Sc, 0,05 à 0,5 % en poids pour Hf et de 0,01 à 0,15 %
en poids pour Ti. De manière préférée on choisit entre 0,02 et 0,10 % en poids de titane. 7 The magnesium content of the products according to the invention is between 0.6 and 1.0%
weight and preferably between 0.65 or 0.67 and 1.0% by weight. In one mode of advantageous embodiment of the invention the magnesium content is at most 0.9% by weight and most preferably at most 0.8% by weight. For some applications, he is Advantageously, the magnesium content is at least 0.7% by weight.
The zirconium content is between 0.05 and 0.18% by weight and preference between 0.08 and 0.14% by weight so as to preferably obtain a structure of fiber or weakly recrystallized.
The manganese content is between 0.0 and 0.5% by weight. In particular for the 10- manufacture of thick plates, a manganese content of between 0.2 and 0.4% by weight improves toughness without compromising mechanical strength.
The silver content is between 0.0 and 0.5% by weight. The gifts inventors have found that, although the presence of money is advantageous, in the presence a quantity of magnesium according to the invention a significant amount of silver is not necessary for get the desired improvement in the trade-off between resistance mechanical and damage tolerance. The limitation of the amount of money is economically very favorable. In an advantageous embodiment of the invention, the content of money is included between 0.15 and 0.35% by weight. In one embodiment of the invention, which present the advantage of minimizing density, the silver content is at most 0.25%
in weight.
The sum of the iron content and the silicon content is at most 0.20%
in weight. Of preferably, the iron and silicon contents are each at most 0.08%
in weight. In an advantageous embodiment of the invention the contents of iron and silicon are at most 0.06% and 0.04% by weight, respectively. A content of iron and silicon controlled and limited contribution to improving the compromise between mechanical strength and tolerance to the damage.
The alloy also contains at least one element that can contribute to control of the grain size selected from Cr, Sc, Hf and Ti, the amount of the element, if is chosen, being 0.05 to 0.3% by weight for Cr and for Sc, 0.05 to 0.5% by weight for Hf and 0.01 to 0.15%
by weight for Ti. In a preferred manner, between 0.02 and 0.10% by weight is chosen.
of titanium.
8 Le zinc est une impureté indésirable. La teneur en zinc est Zn < 0,15 % en poids et de préférence Zn < 0,05 % en poids. La teneur en zinc est avantageusement inférieure à 0,04 en poids.
La densité des produits selon l'invention est inférieure à 2,72 g/cm3. De manière à réduire la densité des produits, on peut avantageusement sélectionner la composition pour obtenir une densité inférieure à 2,71 g/cm3 et de préférence inférieure à 2,70 g/cm3.
L'alliage selon l'invention est particulièrement destiné à la fabrication de produits épais, filés, laminés et/ou forgés. Par produits épais, on entend dans le cadre de la présente invention, des produits dont l'épaisseur est au moins de 30 mm et de préférence au moins de 50 mm. En effet l'alliage selon l'invention présente une faible sensibilité
à la trempe ce qui est particulièrement avantageux pour les produits épais.
Les produits laminés selon l'invention ont de préférence une épaisseur comprise entre 30 et 200 mm et de manière préférée entre 50 et 170 mm.
Les produits épais selon l'invention présentent un compromis entre résistance mécanique et ténacité particulièrement avantageux.
Un produit selon l'invention, dans un état laminé, mis en solution, trempé et revenu de façon à atteindre une limite d'élasticité proche du pic, présentant à mi-épaisseur au moins un des couples de caractéristiques suivants pour des épaisseurs comprises entre 30 et 100 mm:
(i) pour des épaisseurs de 30 à 60 mm, à mi-épaisseur, une limite d'élasticité
RPO,2(L) > 525 MPa et de préférence Rpo,2(L) > 545 MPa et une ténacité Klc (L-T) > 38 MPa'm et de préférence Klc (L-T) > 43 MPaIm, (ii) pour des épaisseurs de 60 à 100 mm, à mi-épaisseur, une limite d'élasticité
Rpo,2(L) > 515 MPa et de préférence RPO,2(L) > 535 MPa et une ténacité Klc (L-T) > 35 MPa'm et de préférence Klc (L-T) > 40 MPa'm, (iii) pour des épaisseurs de 100 à 130 mm, à mi-épaisseur, une limite d'élasticité
Rpo,2(L) > 505 MPa et de préférence RPO,2(L) > 525 MPa et une ténacité Klc (L-T) > 32 MPa'm et de préférence Kic (L-T) > 37 MPa'Jm, (iv) pour des épaisseurs de 30 à 100 mm, à mi-épaisseur, une limite d'élasticité
Rpo,2(L) exprimée en MPa et une ténacité Klc (L-T) exprimée en MPa'm telles 8 Zinc is an undesirable impurity. The zinc content is Zn <0.15% in weight and preferably Zn <0.05% by weight. The zinc content is advantageously less than 0.04 in weight.
The density of the products according to the invention is less than 2.72 g / cm 3. Of way to reduce the density of the products, the composition can advantageously be selected to get a density of less than 2.71 g / cm3 and preferably less than 2.70 g / cm3.
The alloy according to the invention is particularly intended for the manufacture of thick products, spun, rolled and / or forged. By thick products, we mean in the context of the present products having a thickness of at least 30 mm and preferably at least 50 mm. Indeed, the alloy according to the invention has a low sensitivity to quench this which is particularly advantageous for thick products.
The rolled products according to the invention preferably have a thickness between 30 and 200 mm and preferably between 50 and 170 mm.
The thick products according to the invention have a compromise between resistance mechanical and particularly advantageous toughness.
A product according to the invention, in a rolled state, dissolved, quenched and income from to achieve a yield strength close to the peak, presenting at mid-point thickness at least one of the following pairs of characteristics for thicknesses included between 30 and 100 mm:
(i) for thicknesses from 30 to 60 mm, at mid-thickness, a yield strength RPO, 2 (L)> 525 MPa and preferably Rpo, 2 (L)> 545 MPa and a tenacity Klc (L-T)> 38 MPa'm and preferably Klc (LT)> 43 MPaIm, (ii) for thicknesses from 60 to 100 mm, at mid-thickness, a limit elastic Rpo, 2 (L)> 515 MPa and preferably RPO, 2 (L)> 535 MPa and a klc toughness (L-T)> 35 MPa'm and preferably Klc (LT)> 40 MPa'm, (iii) for thicknesses from 100 to 130 mm, at mid-thickness, a limit elastic Rpo, 2 (L)> 505 MPa and preferably RPO, 2 (L)> 525 MPa and a tenacity Klc (L-T)> 32 MPa'm and preferably Kic (LT)> 37 MPa'Jm, (iv) for thicknesses from 30 to 100 mm, at mid-thickness, a limit elastic Rpo, 2 (L) expressed in MPa and a toughness Klc (LT) expressed in MPa'm such
9 que Klc (L-T) > = 0.217 RpO,2(L) + 157 et de préférence Klc (L-T) > - 0.217 RpO,2(L) + 163 et supérieure à 35 MPa Im.
(v) après vieillissement de 1000 heures à 85 C, une limite d'élasticité
Rpo,2(L) et un allongement à rupture A%(L) présentant une différence avec la limite d'élasticité RpO,2(L) et l'allongement à rupture A%(L) avant vieillissement inférieure à 10% et de préférence inférieure à 5%..
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on préfère cependant des produits plus minces, dont l'épaisseur est comprise entre 10 et 30 mm, typiquement d'environ 20 mm, car le compromis obtenu dans ces conditions entre résistance mécanique et ténacité est particulièrement avantageux.
Un produit selon l'invention, dans un état laminé, mis en solution, trempé et revenu de façon à atteindre une limite d'élasticité proche du pic, présentant à mi-épaisseur au moins un des couples de caractéristiques suivants pour des épaisseurs comprises entre 10 et 30 mm:
(i) une limite d'élasticité RpO,2(L) > 525 MPa et de préférence RpO,2(L) > 545 MPa et une ténacité Klc (L-T) > 40 MPa'm et de préférence Klc (L-T) > 45 MPa'm, (ii) une limite d'élasticité Rpo,2(L) exprimée en MPa et une ténacité KQ (L-T) exprimée.en MPa'm telles que Klc (L-T) > - 0,4 RpO,2(L) + 265 et de préférence Klc (L-T) > - 0,4 RpO,2(L) + 270 et supérieure à 45 MPa Im, (iii) après vieillissement de 1000 heures à 85 C, une limite d'élasticité
Rpo,2(L) et un allongement à rupture A%(L) présentant une différence avec la limite d'élasticité RPO,2(L) et l'allongement à rupture A%(L) avant vieillissement inférieure à 10% et de préférence inférieure à 5%.
Les produits, selon l'invention présentent également des propriétés avantageuses en termes de comportement en fatigue tant du point de vue de l'initiation des fissures (S/N) que de la vitesse de propagation (da/dN).
La résistance à la corrosion des produits de l'invention est généralement élevée ; ainsi, le résultat au test MASTMAASIS (normes ASTMG85 & G34) est . au moins EA et de préférence P pour les produits selon l'invention.
Le procédé de fabrication des produits selon l'invention comprend des étapes d'élaboration, coulée, corroyage, mise en solution, trempe et revenu.
Dans une première étape, on élabore un bain de métal liquide de façon à
obtenir un alliage d'aluminium de composition selon l'invention.
Le bain de métal liquide est ensuite coulé sous une forme brute, telle qu'une billette, une plaque de laminage ou une ébauche de forge.
La forme brute est ensuite homogénéisée à une température comprise entre 450 C
et 550 et de préférence entre 480 C et 530 C pendant une durée comprise entre 5 et 60 heures.
Après homogénéisation, la forme brute est en général refroidie jusqu'à
température ambiante avant d'être préchauffée en- vue d'être déformée à chaud. Le préchauffage a pour' objectif d'atteindre une température de préférence comprise entre 400 et 500 C et de manière préférée de l'ordre de 450 C permettant la déformation de la forme brute.
La déformation à chaud et optionnellement à froid est typiquement effectuée par filage, laminage et/ou forgeage de façon à obtenir un produit filé, laminé et/ou forgé
dont l'épaisseur est de préférence d'au moins 30 mm. Le produit ainsi obtenu est ensuite mis en solution .par traitement thermique entre 490 et 530 C pendant 15 min à 8 h, puis trempé
typiquement avec de l'eau à température ambiante ou préférentiellement de l'eau froide. Le produit subit ensuite une traction contrôlée avec une déformation permanente de 1 à 6 % et préférentiellement d'au moins 2%. Les produits laminés subissent de préférence une traction contrôlée avec une déformation permanente supérieure à 3 %. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la traction contrôlée est réalisée avec une déformation permanente comprise entre 3 et 5%. Un état métallurgique préféré
est l'état T84. Des étapes connues telles que le laminage, le planage, le redressage la mise en forme peuvent être optionnellement réalisées après mise en solution et trempe et avant ou après la traction contrôlée. Dans un mode de réalisation de l'invention on réalise une étape de laminage à froid d'au moins 7 % et de préférence d'au moins 9% avant de réaliser une traction contrôlée avec une déformation permanente de 1 à 3 %.
Un revenu est réalisé comprenant un chauffage à une température comprise entre 130 et 170 C et de préférence entre 150 et 160 C pendant 5 à 100 heures et de préférence de 10 à
40h de façon à atteindre une limite d'élasticité Rp0,2 proche de la limite d'élasticité Rpo,2 au pic.
Il est connu que pour les alliages à durcissement structural tels que les alliages Al-Cu-Li la limite d'élasticité augmente avec la durée de revenu à une température donnée jusqu'à une valeur maximale appelée le pic de durcissement ou pic puis diminue avec la durée de revenu. Dans le cadre de la présente invention, on appelle courbe de revenu l'évolution de la limite d'élasticité en fonction de la durée équivalente de revenu à 155 C.
Un exemple de courbe de revenu est présenté sur la Figure 1. Dans le cadre de la présente invention, on détermine si un point N de la courbe de revenu, de durée équivalente à 155 C
tN et de limite d'élasticité Rp0,2 (N) est proche du pic en déterminant la pente PN de la tangente à la courbe de revenu au point N. On considère dans le cadre de la présente invention que la limite d'élasticité d'un point N.de la courbe de revenu est proche de la limite d'élasticité au pic si la valeur absolue de la pente PN est au plus de 3 MPa/h. Comme illustré
par la figure 1, un état sous-revenu est un état pour lequel PN est positif et un état sur-revenu est un état pour lequel PN est négatif.
Pour obtenir une valeur approchée de PN, pour un point N de la courbe dans un état sous-revenu, on peut déterminer la pente de la droite passant par le point N et par le point précédent N-1, obtenu pour une durée tN-1 < tN et présentant une limite d'élasticité Rp0,2 (N-1), on a ainsi PN (Rpo,2 (N) - Rp0,2 (N-1 / (tN - tN-,). En théorie, la valeur exacte de PN est obtenue lorsque tN-1 tend vers tN. Cependant, si la différence tN - tN-1 est faible, la variation de limite élastique risque d'être peu significative et la valeur imprécise.
Les présents inventeurs ont constaté qu'une approximation satisfaisante de PN est en général obtenue lorsque la différence tN - tN-Lest comprise entre 2 et 15 heures et de préférence est de l'ordre de 3 heures.
Le temps équivalent ti à 155 C est défini par la formule :
t` Jexp(-16400/ T) dt exp(-16400 / Tref) où T (en Kelvin) est la température instantanée de traitement du métal , qui évolue avec le temps t (en heures), et TCef est une température de référence fixée à 428 K.
t; est exprimé en heures. La constante Q/R = 16400 K est dérivée de l'énergie d'activation pour la diffusion du Cu, pour laquelle la valeur Q = 136100 J/mol a été utilisée.
La limite d'élasticité proche de la limite d'élasticité au pic est typiquement au moins égale à 90%, en général même au moins égale à 95% et de façon fréquente au moins 97%
de la limite d'élasticité Rp0,2 au pic. La limite d'élasticité au pic et la limite d'élasticité maximale pouvant être obtenue en faisant varier les paramètres de durée.et de température du revenu.
La limite d'élasticité au pic est en général évaluée de façon satisfaisante en faisant varier la durée de revenu entre 10 et 70h pour une température de 155 C après une traction de 3.5%.
En général, pour les alliages de type AI-Cu-Li, les états nettement sous-revenus correspondent à des compromis entre la résistance mécanique statique (Rpo,2, Rm) et la tolérance aux dommages (ténacité, résistance à la propagation des fissures en fatigue) plus intéressant qu'au pic et a fortiori qu'au-delà du pic. Toutefois, les présents inventeurs ont constaté qu'un état sous revenu mais proche du pic permet à la fois d'obtenir un compromis entre résistance mécanique statique et tolérance aux dommages intéressant mais également d'améliorer la performance en termes de résistance à la corrosion et de stabilité thermique.
De plus, l'utilisation d'un état sous-revenu proche du pic permet d'améliorer la robustesse du procédé industriel : une variation des conditions de revenu conduit à une faible variation des propriétés obtenues.
Ainsi, il est avantageux de réaliser un sous-revenu proche du pic, c'est à
dire un sous-revenu avec les conditions de durée et de température équivalente à celles d'un point N de la courbe de revenu à 155 C tel que la tangente à la courbe de revenu en ce point a une pente PN, exprimée en MPa/h, telle que 0 < PN < 3 et de préférence 0,2 < PN <
2,5.
Les produits selon l'invention peuvent de, manière avantageuse être utilisés dans des éléments de structure, en particulier d'avion. L'utilisation, d'un élément de structure incorporant au moins un produit selon l'invention ou fabriqué à partir d'un tel produit est avantageux, en particulier pour la construction aéronautique. Les produits selon l'invention sont particulièrement avantageux pour la réalisation de produits usinés dans la masse, tels que notamment des éléments intrados ou extrados dont la peau et les raidisseurs proviennent d'un même produit de départ, des longerons et des nervures, de même que toute autre utilisation où les présentes propriétés pourraient être avantageuses Ces aspects, ainsi que d'autres de l'invention sont expliqués plus en détail à
l'aide des exemples illustratifs et non limitant suivants.
Exemples Exemple 1.
Dans cet exemple, plusieurs plaques de dimension 2000 x 380 x 120 mm dont la composition est donnée dans le tableau 1 ont été coulées.
Tableau 1. Composition en % en poids 'et densité des alliages AI-Cu-Li coulés sous forme de plaque. (Ref : référence ; Inv : invention).
Si Fe Cu Mn Mg Zn Ag Li Zr (~m3 1 (Ref) 0,012 0,022 3,54 0,38 0,32 - 0,24 0,89 0,10 2,706 2 (Ref) 0,012 0,023 3,53 0,38 0,32 - - 0,91 0,10 2,699 3 (Inv) 0,012 0,032 3,53 0,38 0,67 - 0,25 0,93 0,10 2,698 4 (Inv) 0,011 0,022 3,5 0,38 0,67 - - 0,94 0,10 2,692 5 (Ref) 0,078 0,088 3,52 0,38 0,34 - 0,25 0,91 0,10 2,705 6 (Ref) 0,015 0,029 3,50 0,39 0,31 0,39 0,24 0,95 0,10 2,707 Ti : visé 0,02 % en poids pour les alliages 1 à 6 Les plaques ont été homogénéisées à environ 500 C pendant environ 12 heures puis débitées et scalpées de façon à obtenir des lopins de dimension 400 x 335 x 90 mm. Les lopins ont été laminés à chaud pour obtenir des tôles ayant une épaisseur de 20 mm. Les tôles ont été mises en solution à 505 +/- 2 C pendant 1h, trempées avec de l'eau à 75 C de manière à obtenir une vitesse de refroidissement d'environ 18 C/s et simuler ainsi les propriétés obtenues à mi-épaisseur de tôle d'épaisseur 80 mm. Les tôles ont ensuite été
fractionnées avec un allongement permanent de 3,5%.
Les tôles ont subi un revenu compris entre 10 h et 50 h à 155 C. Des échantillons ont été
prélevés à mi-épaisseur pour mesurer les caractéristiques mécaniques statiques en traction ainsi que la ténacité KQ. Les éprouvettes utilisées pour la mesure de ténacité
avaient une largeur W = 25 mm et une épaisseur B = 12,5 mm. D'une manière générale, les valeurs de KQ obtenues à partir de ce type d'éprouvette sont plus faibles que celles obtenues à partir d'éprouvettes présentant une épaisseur et une largeur supérieures. Deux mesures, réalisées à partir d'éprouvettes ayant une largeur W = 40 mm et une épaisseur B = 20 mm, confirment cette tendance. On peut penser que des mesures obtenues à partir d'éprouvettes encore plus larges permettant d'obtenir des mesures valides de Klc seraient également plus élevées que les mesurés obtenues avec les éprouvettes de largeur W = 25 mm et d'épaisseur B = 12,5 mm.
Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau 2.
Tableau 2. Propriétés mécaniques obtenues pour les différentes tôles.
Durée de K Evaluation revenu en 131302 L Rm L AL (MPa.m1/2 de la pente Alliage heures à (Mpa) (Mpa) (%) ) PN
155 C L-T MPa/h 0 302,6 392,8 15,6 39,4 14 481,4 519,8 13,2 51,2 12,8 1 18 501,1 538,6 14,3 47,7 4,9 18 48,5-23 501,2 536,4 13,9 46,6 0,0 36 509,6 544,8 13,4 45,8 0,6 2 0 300,6 393,6 15,5 30,7 14 442,2 489,9 14,2 44,0 10,1 18 465,7 507,5 13,8 48,4 5,9 23 474,0 513,0 13,0 46,2 1,7 36 486,6 523,7 12,0 47,2 1,0 0 358,8 455,8 18,0 -14 437,0 503,6 15,5 46,1 5,6 18 488,4 532,1 13,2 44,4 12,9 3 23 502,7 540,7 14,3 48,2 2,8 23 53,6-36 534,5 561,7 11,7 45,0 2,4 40 535,5 563,7 12,5 43,6 0,2 0 361,6 449,8 14,2 34,1 14 408,7 487,9 15,6 41,3 3,4 4 18 452,3 506,1 13,3 48,2 10,9 23 469,6 515,2 12,8 45,5 3,5 36 509,2 539,2 10,3 47,2 3,0 18 498,3 531,3 10,9 35,8 0 310,3 403,9 15,5 36,3 6 14 512,5 549,2 12,7 41,2 14,4 18 521,3 557,1 12,1 40,9 2,2 23 526,3 561,0 11,7 39,8 1,0 * éprouvette de largeur W = 40 mm et d'épaisseur B = 20 mm.
La figure 2 présente les compromis de propriétés obtenus pour les échantillons présentant une pente PN comprise entre 0 et 3 et les mesures de ténacité effectuées avec des 5 échantillons de largeur W = 25 mm et d'épaisseur B = 12,5 mm. Les produits selon l'invention présentent un compromis de propriétés significativement amélioré
par rapport aux produits de référence.
Exemple 2 (Référence) Dans cet exemple, plusieurs plaques d'épaisseur 406 mm dont la composition est donnée dans le tableau 3 ont été coulées.
Tableau 3. Composition en % en poids et densité des alliages AI-Cu-Li coulés sous forme de plaque.
Si Fe Cu Mn Mg Zn Ag Li Zr ~ensite /cm3) 8 (Ref) 0,03 0,06 3,51 0,41 0,3 0,02 0,37 0,84 0,09 2,713 9 (Ref) 0,03 0,04 4,2 0,4 0,35 1,06 0,11 2,700 (Ref) 0,03 0,05 3,87 0;02 0,31 0,01 0,35 1,06 0,11 2,695 Les plaques ont été homogénéisées puis scalpées. Après homogénéisation, les plaques ont été laminées à chaud pour obtenir des tôles ayant une épaisseur de 50 mm. Les tôles ont été
mises en solution trempées à l'eau froide et tractionnées avec un allongement permanent 5 compris entre 3,5% et 4,5%
Les tôles ont subi un revenu de compris entre 10 h et 50 h à 155 C. Des échantillons ont été prélevés à mi-épaisseur pour mesurer les caractéristiques mécaniques statiques en traction ainsi que la ténacité KQ. Les éprouvettes utilisées pour la mesure de ténacité 9 that Klc (LT)> = 0.217 RpO, 2 (L) + 157 and preferably Klc (LT)> - 0.217 Rpo, 2 (L) + 163 and greater than 35 MPa Im.
(v) after aging for 1000 hours at 85 ° C, a yield strength Rpo, 2 (L) and one elongation at break A% (L) with a difference with the limit of elasticity RpO, 2 (L) and elongation at break A% (L) before aging less than 10% and preferably less than 5%.
In another embodiment of the invention, however, more products thin, whose thickness is between 10 and 30 mm, typically about 20 mm, because the compromise obtained under these conditions between mechanical strength and toughness is particularly advantageous.
A product according to the invention, in a rolled state, dissolved, quenched and income from to achieve a yield strength close to the peak, presenting at mid-point thickness at least one of the following pairs of characteristics for thicknesses included between 10 and 30 mm:
(i) a yield strength RpO, 2 (L)> 525 MPa and preferably RpO, 2 (L)> 545 MPa and a toughness Klc (LT)> 40 MPa'm and preferably Klc (LT)> 45 MPa'm, (ii) a yield strength Rpo, 2 (L) expressed in MPa and a toughness KQ (LT) expressed in MPa'm such that Klc (LT)> 0.4 RpO, 2 (L) + 265 and preferably KIc (LT)> 0.4 Rpo, 2 (L) + 270 and greater than 45 MPa Im, (iii) after aging for 1000 hours at 85 ° C., an elastic limit Rpo, 2 (L) and one elongation at break A% (L) with a difference with the limit of elasticity RPO, 2 (L) and elongation at break A% (L) before aging less than 10% and preferably less than 5%.
The products according to the invention also have properties advantageous in terms of fatigue behavior from the point of view of crack initiation (S / N) than the propagation speed (da / dN).
The corrosion resistance of the products of the invention is generally high; so, the MASTMAASIS test result (ASTMG85 & G34 standards) is. at least EA and preferably P for the products according to the invention.
The method of manufacturing the products according to the invention comprises steps development, casting, wrought, dissolving, quenching and tempering.
In a first step, a bath of liquid metal is developed so as to get an alloy of aluminum composition according to the invention.
The bath of liquid metal is then cast in a raw form, such as a billet, one rolling plate or forging blank.
The raw form is then homogenized at a temperature of between 450 ° C.
and 550 and preferably between 480 C and 530 C for a duration of between 5 and 60 hours.
After homogenization, the raw form is generally cooled down to temperature before being preheated to be hot deformed. The preheating has for ' objective of achieving a temperature preferably between 400 and 500 C and preferred way of the order of 450 C allowing the deformation of the form brute.
Hot deformation and optionally cold deformation is typically performed by spinning, rolling and / or forging to obtain a spun, rolled and / or forged product whose the thickness is preferably at least 30 mm. The product thus obtained is then put in solution by heat treatment between 490 and 530 C for 15 min to 8 h, then soaked typically with water at room temperature or preferably with cold water. The product then undergoes controlled traction with permanent deformation from 1 to 6% and preferably at least 2%. Rolled products preferably undergo a controlled traction with permanent deformation greater than 3%. In one mode of advantageous embodiment of the invention, the controlled traction is carried out with a permanent deformation between 3 and 5%. A preferred metallurgical state is the state T84. Known steps such as rolling, planing, straightening the formatting can be optionally performed after dissolution and quenching and before or after controlled traction. In one embodiment of the invention, a step of cold rolling of at least 7% and preferably at least 9% before achieve a controlled traction with a permanent deformation of 1 to 3%.
An income is realized including heating at a temperature between 130 and 170 C and preferably between 150 and 160 C for 5 to 100 hours and preference of 10 to 40h to reach a yield strength Rp0.2 close to the limit of elasticity Rpo, 2 to peak.
It is known that for structurally hardened alloys such as Al-Cu-Li alloys yield strength increases with the duration of income at a given temperature until one maximum value called the peak of hardening or peak then decreases with the duration returned. In the context of the present invention, the term income curve is the evolution of the elasticity limit according to the equivalent duration of income at 155 C.
An example of income curve is presented in Figure 1. As part of this invention, determines if a point N of the income curve, of duration equivalent to 155 C
tN and elastic limit Rp0,2 (N) is close to the peak by determining the slope PN of the tangent to the income curve at point N. It is considered in the context of this invention that the elasticity limit of a point N of the income curve is close to the yield strength at peak if the absolute value of the PN slope is at most 3 MPa / h. As illustrated by the figure 1, an under-income state is a state for which PN is positive and a state over-income is a state for which PN is negative.
To obtain an approximate value of PN, for a point N of the curve in a sub-state income, we can determine the slope of the line passing through the point N and by point previous N-1, obtained for a duration tN-1 <tN and having a limit of elasticity Rp0,2 (N-1), PN (Rpo, 2 (N) - Rp0,2 (N-1 / (tN - tN-,)) is thus theoretically exact of PN is obtained when tN-1 tends to tN. However, if the difference tN - tN-1 is low, the variation elastic limit may be insignificant and the value imprecise.
The gifts inventors have found that a satisfactory PN approximation is general obtained when the difference tN - tN-L is between 2 and 15 hours and preference is to the order of 3 hours.
The equivalent time ti at 155 C is defined by the formula:
t` Jexp (-16400 / T) dt exp (-16400 / Tref) where T (in Kelvin) is the instantaneous temperature of metal treatment, which evolves with the time t (in hours), and TCef is a reference temperature set at 428 K.
t; is expressed in hours. The constant Q / R = 16400 K is derived from the activation energy for diffusion Cu, for which the value Q = 136100 J / mol was used.
The elastic limit close to the yield strength at the peak is typically at least equal at 90%, usually at least 95% and frequently at least 97%
of the yield strength Rp0.2 at the peak. The limit of elasticity at the peak and the limit of maximum elasticity obtainable by varying the parameters of duration.
temperature of the income.
The yield strength at peak is generally satisfactorily varying the duration of income between 10 and 70h for a temperature of 155 C after a 3.5% traction.
In general, for Al-Cu-Li type alloys, the states substantially under-earnings correspond to compromises between the static mechanical resistance (Rpo, 2, Rm) and the damage tolerance (toughness, resistance to crack propagation in fatigue) more interesting than at peak and a fortiori than beyond the peak. However, the present inventors have found that a state under income but close to the peak allows both to obtain a compromise between static mechanical resistance and damage tolerance interesting but also to improve the performance in terms of corrosion resistance and thermal stability.
Moreover, the use of an under-income state close to the peak makes it possible to improve robustness of the industrial process: a variation of the income conditions leads to a low variation of properties obtained.
Thus, it is advantageous to achieve a sub-income close to the peak, it is to say a sub income with the conditions of duration and temperature equivalent to those of a point N of the income curve at 155 C such as the tangent to the income curve in this point has a PN slope, expressed in MPa / h, such that 0 <PN <3 and preferably 0.2 <PN <
2.5.
The products according to the invention can advantageously be used in structural elements, in particular aircraft. The use of an element of structure incorporating at least one product according to the invention or manufactured from a such product is advantageous, especially for aircraft construction. Products according to the invention are particularly advantageous for the production of products machined in mass, such that in particular intrados or extrados elements whose skin and stiffeners come from the same starting material, spars and ribs, even that any other use where the present properties could be advantageous These and other aspects of the invention are explained in greater detail in help from illustrative and non-limiting examples below.
Examples Example 1 In this example, several plates of dimension 2000 x 380 x 120 mm whose composition is given in Table 1 were cast.
Table 1. Composition in% by weight and density of cast AI-Cu-Li alloys form plate. (Ref: reference; Inv: invention).
If Fe Cu Mn Mg Zn Ag Li Zr (~ m3 1 (Ref) 0.012 0.022 3.54 0.38 0.32 - 0.24 0.89 0.10 2.706 2 (Ref) 0.012 0.023 3.53 0.38 0.32 - - 0.91 0.10 2.699 3 (Inv) 0.012 0.032 3.53 0.38 0.67 - 0.25 0.93 0.10 2.698 4 (Inv) 0.011 0.022 3.5 0.38 0.67 - - 0.94 0.10 2.692 5 (Ref) 0.078 0.088 3.52 0.38 0.34 - 0.25 0.91 0.10 2.705 6 (Ref) 0.015 0.029 3.50 0.39 0.31 0.39 0.24 0.95 0.10 2.707 Ti: target 0.02% by weight for alloys 1 to 6 The plates were homogenized at about 500 ° C for about 12 hours then debited and scalped to obtain 400 x 335 x 90 size slugs mm. The The slabs were hot-rolled to obtain sheets with a thickness of 20 mm. The plates were dissolved at 505 +/- 2 C for 1h, quenched with water at 75 C from in order to obtain a cooling rate of approximately 18 C / s and to simulate so the properties obtained at mid-thickness of sheet of thickness 80 mm. The sheets have then summer fractionated with a permanent elongation of 3.5%.
The sheets received an income between 10 am and 50 pm at 155 C.
samples were taken at mid-thickness to measure static mechanical characteristics in traction as well as KQ toughness. The specimens used for the measurement of toughness had a width W = 25 mm and a thickness B = 12.5 mm. In general, values of KQ obtained from this type of specimen are weaker than those obtained from specimens with a greater thickness and width. Two measurements, realized from specimens having a width W = 40 mm and a thickness B = 20 mm, confirm this trend. We can think that measurements obtained from specimens even wider range to obtain valid measures of Klc would be also more the measured values obtained with specimens of width W = 25 mm and thick B = 12.5 mm.
The results obtained are shown in Table 2.
Table 2. Mechanical properties obtained for the different sheets.
Duration of K Evaluation income in 131302 L Rm L AL (MPa.m1 / 2 of the slope Alloy hours to (Mpa) (Mpa) (%)) PN
155 C LT MPa / h 0 302.6 392.8 15.6 39.4 14,481.4 519.8 13.2 51.2 12.8 1 18 501.1 538.6 14.3 47.7 4.9 18 48.5-23,501.2 536.4 13.9 46.6 0.0 36,509.6 544.8 13.4 45.8 0.6 2 0 300.6 393.6 15.5 30.7 14,442.2 489.9 14.2 44.0 10.1 18,465.7 507.5 13.8 48.4 5.9 23,474.0 513.0 13.0 46.2 1.7 36,486.6 523.7 12.0 47.2 1.0 0 358.8 455.8 18.0 -14,437.0 503.6 15.5 46.1 5.6 18,488.4 532.1 13.2 44.4 12.9 3 23 502.7 540.7 14.3 48.2 2.8 23 53.6-36,534.5 561.7 11.7 45.0 2.4 40,535.5 563.7 12.5 43.6 0.2 0 361.6 449.8 14.2 34.1 14,408.7 487.9 15.6 41.3 3.4 4 18 452.3 506.1 13.3 48.2 10.9 23 469.6 515.2 12.8 45.5 3.5 36,509.2 539.2 10.3 47.2 3.0 18,498.3 531.3 10.9 35.8 0 310.3 403.9 15.5 36.3 6 14,512.5 549.2 12.7 41.2 14.4 18,521.3,557.1 12.1 40.9 2.2 23,526.3 561.0 11.7 39.8 1.0 * specimen of width W = 40 mm and thickness B = 20 mm.
Figure 2 shows the property compromises obtained for the samples with a slope PN between 0 and 3 and the tenacity measurements made with of the 5 samples of width W = 25 mm and thickness B = 12.5 mm. Products according to the invention exhibit a significantly improved property compromise compared reference products.
Example 2 (Reference) In this example, several plates 406 mm thick whose composition is given in Table 3 were cast.
Table 3. Composition in% by weight and density of cast AI-Cu-Li alloys form plate.
If Fe Cu Mn Mg Zn Ag Li Zr ~ ensite / Cm3) 8 (Ref) 0.03 0.06 3.51 0.41 0.3 0.02 0.37 0.84 0.09 2.713 9 (Ref) 0.03 0.04 4.2 0.4 0.35 1.06 0.11 2.700 (Ref) 0.03 0.05 3.87 0; 02 0.31 0.01 0.35 1.06 0.11 2.695 The plates were homogenized and then scalped. After homogenization, plates have were hot-rolled to obtain sheets having a thickness of 50 mm. The sheets were dissolved in cold water and triturated with an elongation permanent 5 between 3.5% and 4.5%
The sheets received an income of between 10 and 50 hours at 155 C.
samples have have been taken at mid-thickness to measure the mechanical characteristics static in traction as well as KQ toughness. The test pieces used for the measurement of tenacity
10 avaient une largeur W = 80 mm et une épaisseur B = 40 mm. Les critères de validité de Kic ont été remplis pour certains échantillons. Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau 4.
Tableau 4 Propriétés mécaniques obtenues pour les différentes tôles Evaluation durée de Rm MPa RPo~ MPa A(%) (MPaKo v2 ) (MPa KQ m1'2 de la pente revenu à .m ) PN
155 C L-T T-L MPa/h 8 15 531 494 10,1 46,0 K1c 37,4 Klc 18 534 498 10,0 46,1 K1c 35,7 Klc 1,2 21 544 510 9,4 44,0 K1c 35,0 K1c 4 24 543 508 10,4 44,2 K1c 35,4 K1 -0,5 9 20 628 605 7,4 23,4 25 630,5 608,5 7,5 22,3 0,7 -30 628 606 6,0 22,9 -0,5 35 626 603 6,5 22,0 -0,6 0 410 311 55,5 10 10 568,5 529,5 36,8 21,8 593 562 30,4 6,5 594,5 562,5 20,0 0,1 587,5 557,5 27,0 -0,5 45 613,5 587,5 24,7 2 Dans la figure 3 les points 8, 9 et 10 ont été ajoutées à la Figure 2 (pente PN comprise entre 0 et 3) bien qu'ils concernent des éprouvettes de géométrie différente pour la mesure de KQ (Kic) afin de faciliter la comparaison entre l'invention et l'art antérieur. On confirme ainsi que les produits selon l'invention présentent un compromis de propriétés significativement améliorés par rapport à l'art antérieur.
Exemple 3.
Dans cet exemple, plusieurs plaques de dimension 2000 x 380 x 120 mm dont la composition est donnée dans le tableau 5 ont été coulées.
Tableau 5. Composition en % en poids et densité des alliages AI-Cu-Li coulés sous forme de plaque. (Ref référence ; Inv : invention).
Si Fe Cu Mn Mg Zn Ag Li Ti Zr Densit 10 had a width W = 80 mm and a thickness B = 40 mm. The criteria of validity of Kic have been filled in for some samples. The results obtained are presented in table 4.
Table 4 Mechanical properties obtained for the different sheets Evaluation duration of Rm MPa RPo ~ MPa A (%) (MPaKo v2) (MPa KQ m1'2 of the slope income at .m) PN
155 C LT TL MPa / h 8 15 531 494 10.1 46.0 K1c 37.4 Klc 18,534,498 10.0 46.1 K1c 35.7 Klc 1,2 21,544,510 9.4 44.0 K1c 35.0 K1c 4 24,543,508 10.4 44.2 K1c 35.4 K1 -0.5 9 20 628 605 7.4 23.4 25,630.5 608.5 7.5 22.3 0.7 -30,628,606 6.0 22.9 -0.5 35,626,603 6.5 22.0 -0.6 0 410 311 55.5 10 10 568.5 529.5 36.8 21.8 593,562 30.4 6.5 594.5 562.5 20.0 0.1 587.5 557.5 27.0 -0.5 45,613.5 587.5 24.7 2 In Figure 3, points 8, 9 and 10 have been added to Figure 2 (slope PN included between 0 and 3) although they concern test tubes of different geometry for measurement of KQ (Kic) in order to facilitate the comparison between the invention and the art prior. We confirm as well as the products according to the invention have a compromise of properties significantly improved over the prior art.
Example 3 In this example, several plates of dimension 2000 x 380 x 120 mm whose composition is given in Table 5 were cast.
Table 5. Composition in% by weight and density of cast AI-Cu-Li alloys form plate. (Ref reference, Inv: invention).
If Fe Cu Mn Mg Zn Ag Li Ti Zr Densit
11 (Ref) 0,035 0,059 3,56 0,35 0,32 - 0,25 0,90 0,03 0,11 2,706 11 (Ref) 0.035 0.059 3.56 0.35 0.32 - 0.25 0.90 0.03 0.11 2.706
12 (Inv) 0,035 0,058 3,66 0,35 0,68 - 0,25 0,89 0,02 0,12 2,702 12 (Inv) 0.035 0.058 3.66 0.35 0.68 - 0.25 0.89 0.02 0.12 2.702
13 (Ref) 0,036 0,059 3,57 0,34 1,16 - 0,25 0,86 0,02 0,12 2,697 Les plaques ont été homogénéisées à environ 500 C pendant environ 12 heures puis débitées et scalpées de façon à obtenir des lopins de dimension 400 x 335 x 90 mm. Les lopins ont. été laminés à chaud pour obtenir des tôles ayant une épaisseur de 20 mm. Les tôles ont été mises en solution à 505 +/- 2 C pendant lh et trempées avec de l'eau froide.
Les tôles ont ensuite été fractionnées avec un allongement permanent de 3,5%.
Les tôles ont subi un revenu compris entre 18 h et 72 h à 155 C. Des échantillons ont été
prélevés à mi-épaisseur pour mesurer les caractéristiques mécaniques statiques en traction ainsi que la ténacité KQ. Les éprouvettes utilisées pour la mesure de ténacité
avaient une largeur W = 25 mm et une épaisseur B = 12,5 mm.
Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau 6.
Tableau 6. Propriétés mécaniques obtenues pour les différentes tôles.
Durée de Evaluation revenu en Rpo,2 L Rm L A L a.m 1/2) de la pente Alliage heures à (Mpa) (Mpa) (%) (MP ) PN
155 C L-T (MPa/h) 11 18 512,8 543,2 13,2 54,7 36 521,4 550,4 12,2 50,7 0,5 72 520,4 549,5 11,8 48,5 0,0 18 492,0 535,9 13,0 65,9 23 528,8 558,5 11,2 6,7 12 36 548,1 573,4 11,1 56,9 1,5 40 555,7 579,7 10,8 56,6 1,9 72 566,8 588,1 11,0 49,2 0,3 13 18 409,1 496,7 18,6 61,2 36 427,7 504,1 17,2 60,9 1,0 72 502,2 537,5 13,3 53,4 2,1 La figure 4 présente les compromis de propriétés obtenus pour les échantillons présentant une pente PN comprise entre 0 et 3 et les mesures de ténacité effectuées avec des échantillons de largeur W = 25 mm et d'épaisseur B = 12,5 mm. Les produits selon l'invention présentent un compromis de propriétés significativement amélioré
par rapport aux échantillons de référence.
Exemple 4 Dans cet exemple, on a comparé la stabilité thermique de produits en alliage 12 selon les conditions de revenu utilisées.
Des tôles en alliage 12 transformées par le procédé décrit dans l'exemple 3 jusqu'à l'étape de revenu exclue ont subi un revenu à 155 C ou à 143 C pendant des durées croissantes indiquées dans le Tableau 7. Les tôles ayant été revenues 34h à 143 C et 40h à 155 C ont ensuite subi un vieillissement de 1000 heures à 85 C. Des échantillons ont été prélevés à
mi-épaisseur pour mesurer les caractéristiques mécaniques statiques en traction avant et après le vieillissement.
Les résultats obtenus sont présentés dans le Tableau 7. Le revenu de 34 heures à 143 C, pour lequel la pente P,; est évaluée à 7,1 ne présente pas une stabilité
thermique satisfaisante. Ainsi après vieillissement la limite d'élasticité a augmenté de 15% et l'allongement a diminué de 13%. Au contraire, le revenu de 40 heures à 155 C, pour lequel la pente Põ est évaluée à 1,9 présente une stabilité thermique satisfaisante, avec une évolution de ces propriétés inférieure à 5%.
Tableau 7. Propriétés mécaniques obtenues pour les tôles en alliage 12 avant et après vieillissement de 1000h à 85 C.
Durée de Avant vieillissement de 1000 Evaluati Après vieillissement de 1000 h à 85 C
Température revenu en h à 85 C on de la de revenu heures Rpo,2 L Rm L A L pente PN Rpo,2 L Rm L A L
(Mpa) (Mpa) % (MPa/h) (Mpa) (Mpa) 155 C 23 528,8 558,5 11,2 6,7 36 548,1 573,4 . 11,1 1,5 40 555,7 579,7 10,8 1,9 564,3 578,0 10,2 143 C 20 368,0 472,7 17,2 24 381,7 479,3 16,1 3,4 34 452,7 516,0 13,5 7,1 521,7 565,3 11,7 13 (Ref) 0.036 0.059 3.57 0.34 1.16 - 0.25 0.86 0.02 0.12 2.697 The plates were homogenized at about 500 ° C for about 12 hours then debited and scalped to obtain 400 x 335 x 90 size slugs mm. The slugs have. been hot-rolled to obtain sheets having a thickness of 20 mm. The sheets were dissolved at 505 +/- 2 C for 1h and soaked with cold water.
The sheets were then fractionated with a permanent elongation of 3.5%.
The plates received an income between 18 h and 72 h at 155 C.
samples were taken at mid-thickness to measure static mechanical characteristics in traction as well as KQ toughness. The specimens used for the measurement of toughness had a width W = 25 mm and a thickness B = 12.5 mm.
The results obtained are shown in Table 6.
Table 6. Mechanical properties obtained for the different sheets.
Duration of Evaluation income in Rpo, 2 L Rm LAL am 1/2) of the slope Alloy Hours To (Mpa) (Mpa) (%) (MP) PN
155 C LT (MPa / h) 11 18,512.8 543.2 13.2 54.7 36,521.4,550.4 12.2 50.7 0.5 72,520.4 549.5 11.8 48.5 0.0 18,492.0 535.9 13.0 65.9 23,528.8 558.5 11.2 6.7 12 36 548.1 573.4 11.1 56.9 1.5 40,555.7 579.7 10.8 56.6 1.9 72 566.8 588.1 11.0 49.2 0.3 13 18 409.1 496.7 18.6 61.2 36,427.7 504.1 17.2 60.9 1.0 72 502.2 537.5 13.3 53.4 2.1 Figure 4 shows the property compromises obtained for the samples with a slope PN between 0 and 3 and the tenacity measurements made with of the samples of width W = 25 mm and thickness B = 12.5 mm. Products according to the invention exhibit a significantly improved property compromise compared reference samples.
Example 4 In this example, the thermal stability of alloy products was compared 12 according to the income conditions used.
Alloy plates 12 transformed by the process described in Example 3 up to the stage Excluded income income was 155 C or 143 C for periods of increasing shown in Table 7. The sheets having been returned 34h at 143 C and 40h at 155 C have then aged for 1000 hours at 85 C. Samples were were taken from mid-thickness to measure static mechanical characteristics in front wheel drive and after aging.
The results obtained are shown in Table 7. The 34-hour income at 143 C, for which the slope P ,; is rated at 7.1 does not exhibit stability thermal satisfactory. So after aging the yield strength has increased by 15% and the elongation decreased by 13%. On the contrary, income of 40 hours at 155 C, for which slope Põ is evaluated to 1.9 has a thermal stability satisfactory, with a evolution of these properties less than 5%.
Table 7. Mechanical Properties Obtained for Front 12 Alloy Sheets and after aging from 1000h to 85 C.
Duration of Before aging of 1000 Evaluati After aging of 1000 h to 85 C
Temperature returned in hours at 85 C on the hour income Rpo, 2 L Rm LAL slope PN Rpo, 2 L Rm LAL
(Mpa) (Mpa)% (MPa / h) (Mpa) (Mpa) 155 C 23,528.8,558.5 11.2 6.7 36,548.1 573.4. 11.1 1.5 40,555.7 579.7 10.8 1.9 564.3 578.0 10.2 143 C 20 368.0 472.7 17.2 24,381.7 479.3 16.1 3.4 34,452.7 516.0 13.5 7.1 521.7 565.3 11.7
Claims (18)
Li:0,8 - 1,3;
Mg : 0,6 - 1,0 ;
Zr:0,05 - 0,18;
Ag:0,0 - 0,5;
Mn:0,0 - 0,5;
Fe+Si <=0,20;
Zn<=0,15;
au moins un élément parmi Ti: 0,01 - 0,15;
Sc: 0,05 - 0,3;
Cr: 0,05 - 0,3;
Hf: 0,05 - 0,5;
autres éléments <= 0,05 chacun et <= 0,15 au total, reste aluminium, d'épaisseur comprise entre 10 et 30 mm ou 30 et 100 mm, dans un état mis en solution, trempé et revenu de façon à atteindre une limite d'élasticité proche du pic, présentant, à mi-épaisseur, après vieillissement de 1000 heures à 85°C, une limite d'élasticité R p0.2(L) et un allongement à rupture A%(L) présentant une différence avec la limite d'élasticité R p0.2(L) et l'allongement à rupture A%(L) avant vieillissement inférieure à 10% 1. An aluminum-based alloy laminate comprising, in% by weight, Cu: 3.0 - 3.9;
Li: 0.8 - 1.3;
Mg 0.6 - 1.0;
Zr: 0.05-0.18;
Ag: 0.0 - 0.5;
Mn: 0.0 - 0.5;
Fe + Si <= 0.20;
Zn <= 0.15;
at least one of Ti: 0.01-0.15;
Sc: 0.05 - 0.3;
Cr: 0.05 - 0.3;
Hf: 0.05 - 0.5;
other elements <= 0.05 each and <= 0.15 in total, remaining aluminum, thickness between 10 and 30 mm or 30 and 100 mm, in a state set solution, hardened and tempered so as to reach a limit of elasticity close to the peak, presenting, at mid thickness, after aging for 1000 hours at 85 ° C, a limit of elasticity R p0.2 (L) and a elongation at break A% (L) with a difference with the limit of elasticity R p0.2 (L) and elongation at rupture A% (L) before aging less than 10%
en poids. 4. Product according to any one of claims 1 to 3 wherein the content in magnesium is between 0.65 and 1.0% by weight and preferably between 0.7 and 0.9%
in weight.
(i) pour des épaisseurs de 30 à 60 mm, à mi-épaisseur, une limite d'élasticité
R p0,2(L) >= 530 MPa et de préférence R p0,2(L) >= 550 MPa et une ténacité K IC (L-T) >= 38 MPa.sqroot.m et de préférence KIC (L-T) >= 43 MPa.sqroot.m, (ii) pour des épaisseurs de 60 à 100 mm, à mi-épaisseur, une limite d'élasticité
R p0,2(L) >= 520 MPa et de préférence R p0,2(L) >= 540 MPa et une ténacité K lC (L-T) >= 35 MPa.sqroot.m et de préférence K IC (L-T) >= 40 MPa.sqroot.m, (iii) pour des épaisseurs de 100 à 130 mm, à mi-épaisseur, une limite d'élasticité
R p0,2(L) >= 510 MPa et de préférence R p0,2(L) >= 530 MPa et une ténacité K IC (L-T) >= 32 MPa.sqroot.m et de préférence K IC (L-T) >= 37 MPa.sqroot.m, (iv) pour des épaisseurs de 30 à 100 mm, à mi-épaisseur, une limite d'élasticité
R p0,2(L) exprimée en MPa et une ténacité K IC (L-T) exprimée en MPa.sqroot.m telles que K IC (L-T) >=- 0.217 R p0,2(L) + 157 et de préférence K IC (L-T) >= - 0.217 R p0,2(L) + 163 et supérieure à 35 MPa.sqroot.m.
(v) après vieillissement de 1000 heures à 85°C, une limite d'élasticité
R p0,2(L) et un allongement à rupture A%(L) présentant une différence avec la limite d'élasticité R p0,2(L) et l'allongement à rupture A%(L) avant vieillissement inférieure à 5%.. 10. The product of claim 9 having at least half thickness at least one of couples of following characteristics for thicknesses between 30 and 100 mm:
(i) for thicknesses from 30 to 60 mm, at mid-thickness, a yield strength R p0.2 (L)> = 530 MPa and preferably R p0.2 (L)> = 550 MPa and a toughness K IC (L-T)> = 38 MPa.sqroot.m and preferably KIC (LT)> = 43 MPa.sqroot.m, (ii) for thicknesses from 60 to 100 mm, at mid-thickness, a limit elastic R p0.2 (L)> = 520 MPa and preferably R p0.2 (L)> = 540 MPa and a toughness K lC (L-T)> = 35 MPa.sqroot.m and preferably K IC (LT)> = 40 MPa.sqroot.m, (iii) for thicknesses from 100 to 130 mm, at mid-thickness, a limit elastic R p0.2 (L)> = 510 MPa and preferably R p0.2 (L)> = 530 MPa and a toughness K IC (L-T)> = 32 MPa.sqroot.m and preferably K IC (LT)> = 37 MPa.sqroot.m, (iv) for thicknesses from 30 to 100 mm, at mid-thickness, a limit elastic R p0.2 (L) expressed in MPa and a toughness K IC (LT) expressed in MPa.sqroot.m such that K IC (LT)> = - 0.217 R p0.2 (L) + 157 and preferably K IC (LT) > = - 0.217 R p0.2 (L) + 163 and greater than 35 MPa.sqroot.m.
(v) after aging for 1000 hours at 85 ° C, a yield strength R p0,2 (L) and one elongation at break A% (L) with a difference with the limit elasticity R p0,2 (L) and elongation at break A% (L) before aging less than 5% ..
(i) une limite d'élasticité R p0,2(L) >= 525 MPa et de préférence R
p0,2(L) >= 545 MPa et une ténacité K IC (L-T) >= 40 MPa.sqroot.m et de préférence K IC
(L-T) >= 45 MPa.sqroot.m, (ii). une limite d'élasticité R p0,2(L) exprimée en MPa et une ténacité K Q (L-T) exprimée en MPa.sqroot.m telles que K IC (L-T) >= - 0.4 R p0,2(L) + 265 et de préférence K IC (L-T) >= - 0.4 R p0,2(L) + 270 et supérieure à 45 MPa.sqroot.m, (iii) après vieillissement de 1000 heures à 85°C, une limite d'élasticité R p0,2(L) et un allongement à rupture A%(L) présentant une différence avec la limite d'élasticité R p0,2(L) et l'allongement à rupture A%(L) avant vieillissement inférieure à 5%. 11. Product according to any one of claims 1 to 8 having at least thickness at minus one of the following pairs of characteristics for thicknesses between and 30mm:
(i) a yield strength R p0.2 (L)> = 525 MPa and preferably R
p0.2 (L)> = 545 MPa and toughness K IC (LT)> = 40 MPa.sqroot.m and preferably K IC
(LT)> = 45 MPa.sqroot.m, (Ii). a yield strength R p0,2 (L) expressed in MPa and a tenacity KQ (L-T) expressed in MPa.sqroot.m such that K IC (LT)> = - 0.4 R p0.2 (L) + 265 and of preferably K IC (LT)> = - 0.4 R p0.2 (L) + 270 and greater than 45 MPa.sqroot.m, (iii) after aging for 1000 hours at 85 ° C, a limit of elasticity R p0,2 (L) and an elongation at break A% (L) having a difference with the limit elasticity R p0,2 (L) and elongation at break A% (L) before aging less than 5%.
en poids de Cu, 0,8 à 1,3 % en poids de Li, 0,6 à 1,0 % en poids de Mg, 0,05 à
0,18 % en poids de Zr, 0,0 à 0,5 % en poids d'Ag, 0,0 à 0,5% en poids de Mn, au plus 0,20 % en poids de Fe + Si, au plus 0,15 % en poids de Zn, au moins un élément choisi parmi Cr, Sc, Hf et Ti, la quantité dudit élément, s'il est choisi, étant de 0,05 à 0,3 % en poids pour Cr et pour Sc, 0,05 à 0,5 % en poids pour Hf et de 0,01 à 0,15 % en poids pour Ti, les autres éléments au plus 0,05% en poids chacun et 0,15% en poids au total, le reste aluminium ;
b) on coule une forme brute à partir dudit bain de métal liquide ;
c) on homogénéise ladite forme brute à une température comprise entre 450°C et 550° et de préférence entre 480 °C et 530°C pendant une durée comprise entre 5 et 60 heures ;
d) on déforme à chaud et optionnellement à froid ladite forme brute en un produit filé, laminé et/ou forgé ;
e) on met en solution entre 490 et 530 °C pendant 15 min à 8 h et on trempe ledit produit ;
f) on tractionne de façon contrôlée ledit produit avec une déformation permanente de 1 à 6 % et préférentiellement d'au moins 2% ;
g) on réalise un revenu dudit produit comprenant un chauffage à une température comprise entre 130 et 170 °C pendant 5 à 100 heures et de préférence de 10 à
40h de façon à atteindre une limite d'élasticité proche du pic, le revenu étant réalisé avec les conditions de durée et de température équivalentes à celles d'un point N de la courbe de revenu à 155 °C tel que la tangente à la courbe de revenu en ce point a une pente P N, exprimée en MPa/h, telle que 0< P N
<= 3. 12. Method of manufacturing a product spun, rolled and / or forged based alloy of aluminum in which a) an aluminum-based liquid metal bath comprising 3.0 to 3.9 is developed %
by weight of Cu, 0.8 to 1.3% by weight of Li, 0.6 to 1.0% by weight of Mg, 0.05 to 0.18% by weight of Zr, 0.0 to 0.5% by weight of Ag, 0.0 to 0.5% by weight of Mn, not more than 0.20% by weight of Fe + Si, at most 0.15% by weight of Zn, at least one element chosen from Cr, Sc, Hf and Ti, the quantity of said element, if it is selected, being from 0.05 to 0.3% by weight for Cr and for Sc, 0.05 to 0.5% by weight for Hf and from 0.01 to 0.15% by weight for Ti, the other elements at most 0.05% by weight weight each and 0.15% by weight in total, the rest aluminum;
b) pouring a raw form from said bath of liquid metal;
c) homogenizing said raw form at a temperature between 450 ° C and 550 ° C. and preferably between 480 ° C. and 530 ° C. for duration between 5 and 60 hours;
d) hot deformed and optionally cold deformed said raw form into a product spun, rolled and / or forged;
e) is dissolved between 490 and 530 ° C for 15 min to 8 h and quenching said product;
f) Controllably pulling said product with deformation permed from 1 to 6% and preferably from at least 2%;
g) an income of said product comprising heating at a temperature of temperature between 130 and 170 ° C for 5 to 100 hours and preferably 10 to 40h so as to reach a limit of elasticity close to the peak, the income being realized with the conditions of duration and temperature equivalent to those a point N of the income curve at 155 ° C such that the tangent to the curve of income at this point has a slope PN, expressed in MPa / h, such that 0 <PN
<= 3.
P N <= 2,5. The method of any one of claims 12 to 14 wherein 0.2 <
PN <= 2.5.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US22024909P | 2009-06-25 | 2009-06-25 | |
| US61/220,249 | 2009-06-25 | ||
| FR0903096 | 2009-06-25 | ||
| FR0903096A FR2947282B1 (en) | 2009-06-25 | 2009-06-25 | LITHIUM COPPER ALUMINUM ALLOY WITH IMPROVED MECHANICAL RESISTANCE AND TENACITY |
| PCT/FR2010/000455 WO2010149873A1 (en) | 2009-06-25 | 2010-06-22 | Aluminium-copper-lithium alloy having improved mechanical strength and improved toughness |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2765382A1 true CA2765382A1 (en) | 2010-12-29 |
| CA2765382C CA2765382C (en) | 2018-08-07 |
Family
ID=41484286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA2765382A Active CA2765382C (en) | 2009-06-25 | 2010-06-22 | Aluminium-copper-lithium alloy having improved mechanical strength and improved toughness |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11111562B2 (en) |
| EP (1) | EP2449142B1 (en) |
| CN (1) | CN102459671B (en) |
| BR (1) | BRPI1011757B1 (en) |
| CA (1) | CA2765382C (en) |
| DE (1) | DE10734173T8 (en) |
| FR (1) | FR2947282B1 (en) |
| WO (1) | WO2010149873A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115821132A (en) * | 2022-11-25 | 2023-03-21 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | Aluminum alloy and preparation method thereof |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3404123A1 (en) | 2010-04-12 | 2018-11-21 | Arconic Inc. | 2xxx series aluminum lithium alloys having low strength differential |
| US9347558B2 (en) | 2010-08-25 | 2016-05-24 | Spirit Aerosystems, Inc. | Wrought and cast aluminum alloy with improved resistance to mechanical property degradation |
| FR2981365B1 (en) * | 2011-10-14 | 2018-01-12 | Constellium Issoire | PROCESS FOR THE IMPROVED TRANSFORMATION OF AL-CU-LI ALLOY SHEET |
| US9458528B2 (en) | 2012-05-09 | 2016-10-04 | Alcoa Inc. | 2xxx series aluminum lithium alloys |
| US10266933B2 (en) | 2012-08-27 | 2019-04-23 | Spirit Aerosystems, Inc. | Aluminum-copper alloys with improved strength |
| FR3004196B1 (en) * | 2013-04-03 | 2016-05-06 | Constellium France | ALUMINUM-COPPER-LITHIUM ALLOY SHEETS FOR THE MANUFACTURE OF AIRCRAFT FUSELAGES. |
| FR3004197B1 (en) | 2013-04-03 | 2015-03-27 | Constellium France | THIN ALUMINUM-COPPER-LITHIUM ALLOY SHEETS FOR THE MANUFACTURE OF AIRCRAFT FUSELAGES. |
| FR3014905B1 (en) * | 2013-12-13 | 2015-12-11 | Constellium France | ALUMINUM-COPPER-LITHIUM ALLOY PRODUCTS WITH IMPROVED FATIGUE PROPERTIES |
| RU2560481C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Al-Cu-Li-INTERMETALLIDE-BASED ALLOY AND ARTICLES MADE THEREOF |
| FR3026747B1 (en) | 2014-10-03 | 2016-11-04 | Constellium France | ALUMINUM-COPPER-LITHIUM ALLOY ISOTROPES FOR THE MANUFACTURE OF AIRCRAFT FUSELAGES |
| US10253404B2 (en) * | 2014-10-26 | 2019-04-09 | Kaiser Aluminum Fabricated Products, Llc | High strength, high formability, and low cost aluminum-lithium alloys |
| CN104762513A (en) * | 2015-03-23 | 2015-07-08 | 蚌埠市鸿安精密机械有限公司 | Easily-processed fly ash aluminum-based composite material and preparation method thereof |
| CN104762504A (en) * | 2015-03-23 | 2015-07-08 | 蚌埠南自仪表有限公司 | Fly ash aluminium-based composite material with good hear resistance and preparation method thereof |
| ES2642118T5 (en) | 2015-03-27 | 2020-12-30 | Fuchs Kg Otto | Al-Cu-Mg-Li alloy as well as an alloy product made from it |
| EP3072985B2 (en) | 2015-03-27 | 2020-08-26 | Otto Fuchs KG | Ag-free al-cu-mg-li alloy |
| FR3044682B1 (en) * | 2015-12-04 | 2018-01-12 | Constellium Issoire | LITHIUM COPPER ALUMINUM ALLOY WITH IMPROVED MECHANICAL RESISTANCE AND TENACITY |
| MX2019001802A (en) | 2016-08-26 | 2019-07-04 | Shape Corp | Warm forming process and apparatus for transverse bending of an extruded aluminum beam to warm form a vehicle structural component. |
| MX2019004494A (en) | 2016-10-24 | 2019-12-18 | Shape Corp | Multi-stage aluminum alloy forming and thermal processing method for the production of vehicle components. |
| US20190233921A1 (en) * | 2018-02-01 | 2019-08-01 | Kaiser Aluminum Fabricated Products, Llc | Low Cost, Low Density, Substantially Ag-Free and Zn-Free Aluminum-Lithium Plate Alloy for Aerospace Application |
| FR3080861B1 (en) * | 2018-05-02 | 2021-03-19 | Constellium Issoire | METHOD OF MANUFACTURING AN ALUMINUM COPPER LITHIUM ALLOY WITH IMPROVED COMPRESSION RESISTANCE AND TENACITY |
| CN108754263A (en) * | 2018-07-30 | 2018-11-06 | 东北轻合金有限责任公司 | A kind of high intensity space flight aluminium lithium alloy proximate matter and preparation method thereof |
| FR3088935B1 (en) | 2018-11-28 | 2021-06-04 | Irt Antoine De Saint Exupery | PROCESS FOR STABILIZING THE PROPERTIES OF AN ALUMINUM ALLOY PART, PART OBTAINED BY SUCH A PROCESS AND ITS USE IN AN AIRCRAFT |
| CN110512125B (en) * | 2019-08-30 | 2020-09-22 | 中国航发北京航空材料研究院 | Preparation method of diameter aluminum-lithium alloy wire for additive manufacturing |
| CN111304503A (en) * | 2020-03-12 | 2020-06-19 | 江苏豪然喷射成形合金有限公司 | Low-density damage-resistant aluminum-lithium alloy for aircraft wheel and preparation method thereof |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4999061A (en) * | 1983-12-30 | 1991-03-12 | The Boeing Company | Low temperature underaging of lithium bearing alloys and method thereof |
| US5032359A (en) * | 1987-08-10 | 1991-07-16 | Martin Marietta Corporation | Ultra high strength weldable aluminum-lithium alloys |
| US5455003A (en) * | 1988-08-18 | 1995-10-03 | Martin Marietta Corporation | Al-Cu-Li alloys with improved cryogenic fracture toughness |
| JPH0547868Y2 (en) * | 1988-11-21 | 1993-12-17 | ||
| US5234662A (en) | 1991-02-15 | 1993-08-10 | Reynolds Metals Company | Low density aluminum lithium alloy |
| US5389165A (en) | 1991-05-14 | 1995-02-14 | Reynolds Metals Company | Low density, high strength Al-Li alloy having high toughness at elevated temperatures |
| CA2190951A1 (en) | 1994-05-25 | 1995-11-30 | William Troy Tack | Aluminum-scandium alloys and uses thereof |
| US7438772B2 (en) * | 1998-06-24 | 2008-10-21 | Alcoa Inc. | Aluminum-copper-magnesium alloys having ancillary additions of lithium |
| CN1216167C (en) * | 2002-01-30 | 2005-08-24 | 北京航空航天大学 | High-strength Al alloy containing Li and its preparing process |
| EP1641953A4 (en) * | 2003-05-28 | 2007-08-01 | Alcan Rolled Products Ravenswood Llc | New al-cu-li-mg-ag-mn-zr alloy for use as stractural members requiring high strength and high fracture toughness |
| ATE414183T1 (en) * | 2005-06-06 | 2008-11-15 | Alcan Rhenalu | HIGH-STRENGTH ALUMINUM-COPPER-LITHIUM SHEET FOR AIRCRAFT FUSES |
| CN101189353A (en) * | 2005-06-06 | 2008-05-28 | 爱尔康何纳吕公司 | High-strength aluminum-copper-lithium sheet metal for aircraft fuselages |
| CN103266246B (en) * | 2007-09-21 | 2016-09-21 | 阿勒里斯铝业科布伦茨有限公司 | Be suitable to the Al-Cu-Li alloy product of aerospace applications |
| CN101889099A (en) * | 2007-12-04 | 2010-11-17 | 美铝公司 | Improved Solder for Al-Cu Joint Welding-lithium alloy |
| US7875133B2 (en) * | 2008-04-18 | 2011-01-25 | United Technologies Corporation | Heat treatable L12 aluminum alloys |
-
2009
- 2009-06-25 FR FR0903096A patent/FR2947282B1/en active Active
-
2010
- 2010-06-22 BR BRPI1011757-1A patent/BRPI1011757B1/en active IP Right Grant
- 2010-06-22 EP EP10734173.7A patent/EP2449142B1/en active Active
- 2010-06-22 CN CN201080028657.9A patent/CN102459671B/en active Active
- 2010-06-22 CA CA2765382A patent/CA2765382C/en active Active
- 2010-06-22 DE DE10734173T patent/DE10734173T8/en active Active
- 2010-06-22 US US12/820,495 patent/US11111562B2/en active Active
- 2010-06-22 WO PCT/FR2010/000455 patent/WO2010149873A1/en active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115821132A (en) * | 2022-11-25 | 2023-03-21 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | Aluminum alloy and preparation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2449142B1 (en) | 2017-05-03 |
| CA2765382C (en) | 2018-08-07 |
| DE10734173T8 (en) | 2013-04-25 |
| US11111562B2 (en) | 2021-09-07 |
| BRPI1011757B1 (en) | 2019-04-09 |
| FR2947282A1 (en) | 2010-12-31 |
| EP2449142A1 (en) | 2012-05-09 |
| DE10734173T1 (en) | 2012-12-06 |
| WO2010149873A1 (en) | 2010-12-29 |
| CN102459671A (en) | 2012-05-16 |
| FR2947282B1 (en) | 2011-08-05 |
| US20110030856A1 (en) | 2011-02-10 |
| US20110209801A2 (en) | 2011-09-01 |
| CN102459671B (en) | 2014-03-19 |
| BRPI1011757A2 (en) | 2018-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2765382C (en) | Aluminium-copper-lithium alloy having improved mechanical strength and improved toughness | |
| EP2655680B1 (en) | Aluminium-copper-lithium alloy with improved compressive strength and toughness | |
| CA3006871C (en) | Aluminium-copper-lithium alloy having improved mechanical strength and improved toughness | |
| EP2364378B1 (en) | Products in aluminium-copper-lithium alloy | |
| CA2836531C (en) | Aluminum magnesium lithium alloy having improved toughness | |
| EP1891247B1 (en) | High-strength aluminum-copper-lithium sheet metal for aircraft fuselages | |
| FR2838136A1 (en) | ALLOY PRODUCTS A1-Zn-Mg-Cu HAS COMPROMISED STATISTICAL CHARACTERISTICS / DAMAGE TOLERANCE IMPROVED | |
| EP2235224A1 (en) | Rolled product made of aluminum-lithium alloy for aeronautical applications | |
| FR2907796A1 (en) | ALUMINUM ALLOY PRODUCTS OF THE AA7000 SERIES AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME | |
| FR2907467A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING ALUMINUM ALLOY PRODUCTS OF THE AA2000 SERIES AND PRODUCTS MANUFACTURED THEREBY | |
| EP2981631B1 (en) | Aluminium-copper-lithium alloy sheets for producing aeroplane fuselages | |
| FR3007423A1 (en) | EXTRADOS STRUCTURE ELEMENT IN ALUMINUM COPPER LITHIUM ALUMINUM | |
| FR3004197A1 (en) | THIN ALUMINUM-COPPER-LITHIUM ALLOY SHEETS FOR THE MANUFACTURE OF AIRCRAFT FUSELAGES. | |
| EP3411508B1 (en) | Thick al - cu - li - alloy sheets having improved fatigue properties | |
| EP3788178B1 (en) | Aluminium-copper-lithium alloy having improved compressive strength and improved toughness | |
| EP3610047B1 (en) | Aluminium-copper-lithium alloy products | |
| EP3788179A1 (en) | Method for manufacturing an aluminum-copper-lithium alloy with improved compressive strength and improved toughness |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EEER | Examination request |
Effective date: 20150603 |